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      <title>HashMap和HashSet 的实现原理 - 学习卡片</title>
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        <h1>HashMap和HashSet 的实现原理 - 学习卡片</h1>
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          <div class="card-category">机制</div>
          <div class="card-question">Java中的 `HashSet` 是如何利用 `HashMap` 来实现其存储功能并保证元素唯一性的？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">机制</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">`HashSet` 的底层实现依赖于一个 `HashMap` 实例。当向 `HashSet` 添加一个元素时，该元素实际上被当作 `HashMap` 的键（key），而对应的值（value）则是一个固定的、静态的常量对象（`PRESENT`）。由于 `HashMap` 的键本身就是唯一的，这种设计天然地保证了 `HashSet` 中元素的唯一性。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 4. HashSet 的实现原理</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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      <div class="card">
        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">技术</div>
          <div class="card-question">`HashMap` 的默认初始容量（initial capacity）和默认负载因子（load factor）分别是多少？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">技术</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">`HashMap` 的默认初始容量是 16（`DEFAULT_INITIAL_CAPACITY`），默认负载因子是 0.75f（`DEFAULT_LOAD_FACTOR`）。这意味着当哈希表中的元素数量超过容量的 75% 时，哈希表会自动扩容。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 2. HashMap 的内部数据结构与初始化</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">机制</div>
          <div class="card-question">在 `HashMap` 中，什么条件会触发扩容（resize）操作？扩容过程是怎样的？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">机制</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">当 `HashMap` 中存储的元素数量（`size`）超过其扩容阈值（`threshold`）时，就会触发扩容操作。扩容过程会创建一个容量为原容量两倍的新数组，然后将旧数组中的所有元素重新计算哈希和索引，并迁移到这个新的、更大的数组中。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 6. 扩容机制</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">理论</div>
          <div class="card-question">`HashMap` 和 `HashSet` 的核心功能和主要区别是什么？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">理论</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">`HashMap` 是一个实现了 `Map` 接口的类，用于存储键值对（key-value）。`HashSet` 是一个实现了 `Set` 接口的类，用于存储唯一的元素，不允许重复。其核心区别在于 `HashMap` 存储键值对，而 `HashSet` 仅存储唯一的元素，并且其底层是借助 `HashMap` 来实现的。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 1. HashMap 和 HashSet 的设计原理</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">机制</div>
          <div class="card-question">`HashMap` 在插入一个键值对时，是如何确定其在内部数组中的存储位置（索引）的？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">机制</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">首先，通过 `hash(key)` 方法计算键（key）的哈希值。然后，使用 `indexFor` 方法，通过哈希值与数组长度减一进行按位与运算（`hash & (length - 1)`）来高效地计算出该键值对在数组中的索引位置。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 3. 插入元素的实现</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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      <div class="card">
        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">机制</div>
          <div class="card-question">当 `HashMap` 发生哈希冲突时（即多个不同的键计算出相同的数组索引），它是如何解决这个问题的？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">机制</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">当发生哈希冲突时，`HashMap` 采用“链表法”来解决。它会将具有相同索引的多个键值对以链表的形式存储在同一个桶（bucket）中。新插入的元素会被添加到链表的头部。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 3. 插入元素的实现</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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      <div class="card">
        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">特性</div>
          <div class="card-question">`HashSet` 的 `add(E e)` 方法为什么能判断元素是否已存在，并返回一个布尔值？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">特性</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">`HashSet` 的 `add` 方法内部调用了其持有的 `HashMap` 的 `put(e, PRESENT)` 方法。`HashMap` 的 `put` 方法在插入一个新键时会返回 `null`，如果键已存在则会返回旧的值。因此，通过判断 `map.put(e, PRESENT) == null` 的结果，就可以知道元素是否是第一次被添加，从而返回 `true`（新元素）或 `false`（已存在）。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 4. HashSet 的实现原理</div>
        </div>
      </div>
    </div>

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      <div class="card">
        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">理论</div>
          <div class="card-question">在理想情况下，`HashMap` 的插入、查找和删除操作的时间复杂度是多少？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">理论</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">在理想情况下，即哈希函数能够将元素均匀分布在各个桶中，`HashMap` 的插入、查找和删除操作的时间复杂度通常是 O(1)。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 1. HashMap 和 HashSet 的设计原理</div>
        </div>
      </div>
    </div>

    <div class="card-container" onclick="this.classList.toggle('flipped');">
      <div class="card">
        <div class="card-face card-front">
          <div class="card-category">技术</div>
          <div class="card-question">`HashMap` 中的 `threshold`（阈值）字段有什么作用？它是如何计算的？</div>
          <div class="card-footer">点击卡片查看答案</div>
        </div>
        <div class="card-face card-back">
          <div class="card-category">技术</div>
          <div class="card-answer-wrapper">
            <div class="card-answer">`threshold` 字段定义了 `HashMap` 触发扩容的临界值。当 `HashMap` 中的元素数量 `size` 大于或等于 `threshold` 时，就会进行扩容操作。它的值通常通过 `capacity * loadFactor`（容量乘以负载因子）计算得出。</div>
          </div>
          <div class="card-source">来源: 2. HashMap 的内部数据结构与初始化</div>
        </div>
      </div>
    </div>

      </div>
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